JP3369967B2 - Stirling cooling device - Google Patents
Stirling cooling deviceInfo
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- JP3369967B2 JP3369967B2 JP18928398A JP18928398A JP3369967B2 JP 3369967 B2 JP3369967 B2 JP 3369967B2 JP 18928398 A JP18928398 A JP 18928398A JP 18928398 A JP18928398 A JP 18928398A JP 3369967 B2 JP3369967 B2 JP 3369967B2
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、種々の異常状態を
検出する異常状態検出手段を備えたスターリング冷却装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Stirling cooling device equipped with abnormal condition detecting means for detecting various abnormal conditions.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来よりこの種スターリング冷却装置
は、例えば特開平5−118687号公報に示される如
く、圧縮シリンダに圧縮ピストンを収容して圧縮室を構
成し、膨張シリンダには膨張ピストン(ディスプレー
サ)を収容して膨張室を構成すると共に、これらを連通
させて内部にヘリウムなどの作動ガスを所定量封入して
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, a Stirling cooling device of this type has a compression piston accommodated in a compression cylinder to form a compression chamber, and an expansion piston (displacer) is provided in an expansion cylinder, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-118687. ) Is configured to form an expansion chamber, and these are communicated with each other to enclose a predetermined amount of working gas such as helium.
【0003】そして、モータにて圧縮ピストンと膨張ピ
ストンを、位相差を有して往復駆動させることにより、
圧縮室の作動ガスを放熱用熱交換器及び蓄冷器を通して
圧縮移動させ、続いて膨張室から同一の経路を通って膨
張移動させるサイクルを繰り返すことで、結果として放
熱用熱交換器にて放熱し、膨張室を冷却させる。膨張室
には交熱的に冷却ヘッドを取り付け、この冷却ヘッドに
二次冷媒を循環させて冷熱利用機器を冷却する。Then, the motor reciprocally drives the compression piston and the expansion piston with a phase difference,
By repeating the cycle in which the working gas in the compression chamber is compressed and moved through the heat dissipation heat exchanger and the regenerator, and then expanded and moved from the expansion chamber through the same path, heat is dissipated by the heat dissipation heat exchanger. Cool the expansion chamber. A cooling head is attached to the expansion chamber in a heat exchange manner, and a secondary refrigerant is circulated in the cooling head to cool the cold heat utilization equipment.
【0004】係る構成によれば、フロン以外の冷媒を作
動ガスとして使用し、地球環境問題に適用した冷却装置
を提供することができると共に、使用温度も広範囲とな
るため、業務用・家庭用の冷熱利用機器をはじめとし
て、低温液循環器、低温恒温器、恒温槽、ヒートショッ
ク試験装置、凍結乾燥機、温度特定試験装置、血液・細
胞保存装置、コールドクーラ、その他各種の冷熱装置な
どのあらゆる産業分野の冷熱利用機器に適用可能であ
る。According to this structure, a cooling device that uses refrigerants other than CFCs as working gas and is applied to global environmental problems can be provided, and the operating temperature is wide, so that it can be used for commercial and household purposes. In addition to cold heat utilization equipment, low temperature liquid circulator, low temperature incubator, constant temperature bath, heat shock test device, freeze dryer, temperature specific test device, blood / cell storage device, cold cooler, various other cold heat devices, etc. It is applicable to cold heat utilization equipment in the industrial field.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ここで、この種スター
リング冷却装置では、モータやポンプなどに異常が生じ
た場合には、モータを停止して安全を図らなければなら
ない。また、冷却ヘッドが二次冷媒の凍結温度以下とな
り、或いは、圧縮シリンダの高温ヘッドが異常高温とな
った場合にもモータを停止する必要がある。In this type of Stirling cooling device, when an abnormality occurs in the motor or pump, the motor must be stopped for safety. Further, it is necessary to stop the motor when the cooling head becomes the freezing temperature of the secondary refrigerant or lower, or when the high temperature head of the compression cylinder becomes abnormally high temperature.
【0006】従来ではこれら各種異常が生じた場合、一
旦モータを停止させると共に、所定の復帰条件が満足し
た時点で自動復帰させていた。ここで、前述の冷却ヘッ
ドや高温ヘッドの異常温度の場合には、一定期間のモー
タ停止によって正常値に戻る一時的なものと考えられる
ため、自動復帰させても問題は無いが、ポンプの異常や
送風機の異常の場合には、自動復帰させてモータを運転
すると、更に重大な故障に至る危険性が大である。Conventionally, when these various abnormalities occur, the motor is once stopped and automatically restored when a predetermined restoration condition is satisfied. Here, in the case of the above-mentioned abnormal temperature of the cooling head or the high temperature head, it is considered to be temporary because the motor stops for a certain period and returns to the normal value. In the case of an abnormality in the fan or the blower, if the motor is automatically returned to operate the motor, there is a great risk of causing a more serious failure.
【0007】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、異常状態検出手段が検出
する各種異常状態に対して、的確な制御が行えるスター
リング冷却装置を提供するものである。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional technical problems, and provides a Stirling cooling device capable of appropriately controlling various abnormal states detected by the abnormal state detecting means. It is a thing.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明のスター
リング冷却装置は、圧縮シリンダに圧縮ピストンを収容
して圧縮室を構成し、膨張シリンダに膨張ピストンを収
容して膨張室を形成すると共に、内部に作動ガスを封入
して駆動装置により圧縮ピストンと膨張ピストンとを駆
動し、圧縮室と膨張室との間で作動ガスを往復移動させ
ることにより、膨張室を冷却するものであって、各種異
常状態を検出する異常状態検出手段と、この異常状態検
出手段の出力に基づき駆動装置の運転を制御する制御装
置を備えており、この制御装置は、異常状態検出手段が
異常状態を検出した場合、駆動装置の運転を停止すると
共に、異常の内容に応じて所定の条件下で自動復帰させ
るか否かを判断するものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a Stirling cooling device in which a compression piston is housed in a compression cylinder to form a compression chamber, and an expansion piston is housed in an expansion cylinder to form an expansion chamber. , Which encloses a working gas inside and drives a compression piston and an expansion piston by a drive device, and reciprocates the working gas between the compression chamber and the expansion chamber to cool the expansion chamber, Equipped with an abnormal state detection means for detecting various abnormal states, and a control device for controlling the operation of the drive device based on the output of the abnormal state detection means. In this control device, the abnormal state detection means detects an abnormal state. In this case, the operation of the drive device is stopped, and it is determined whether or not to automatically restore under a predetermined condition according to the content of the abnormality.
【0009】請求項2の発明のスターリング冷却装置
は、圧縮シリンダに圧縮ピストンを収容して圧縮室を構
成し、膨張シリンダに膨張ピストンを収容して膨張室を
形成すると共に、内部に作動ガスを封入して駆動装置に
より圧縮ピストンと膨張ピストンとを駆動し、圧縮室と
膨張室との間で作動ガスを往復移動させることにより、
膨張室を冷却するものであって、膨張シリンダの冷却ヘ
ッドと、圧縮シリンダの高温ヘッドと、これら冷却ヘッ
ド及び高温ヘッドの温度を検出する温度検出手段と、機
器の異常状態を検出する機器異常検出手段と、これら各
検出手段の出力に基づき駆動装置の運転を制御する制御
装置を備えており、この制御装置は、温度検出手段が冷
却ヘッド或いは高温ヘッドの異常温度を検出した場合、
駆動装置の運転を停止すると共に、機器異常検出手段が
機器の異常を検出していない場合は、所定の条件下で自
動復帰させ、異常を検出している場合には停止状態を維
持するものである。In the Stirling cooling device according to the second aspect of the present invention, the compression piston is housed in the compression cylinder to form the compression chamber, the expansion piston is housed in the expansion cylinder to form the expansion chamber, and the working gas is contained therein. By enclosing and driving the compression piston and the expansion piston by the drive device, and reciprocating the working gas between the compression chamber and the expansion chamber,
A cooling head for an expansion cylinder, a high temperature head for a compression cylinder, temperature detecting means for detecting the temperatures of the cooling head and the high temperature head, and a device abnormality detection for detecting an abnormal state of the device. Means and a control device for controlling the operation of the drive device based on the output of each of these detection means, this control device, when the temperature detection means detects an abnormal temperature of the cooling head or high temperature head,
While stopping the operation of the drive unit, if the device abnormality detection means does not detect an abnormality in the device, it automatically recovers under a predetermined condition, and if it detects an abnormality, it keeps the stopped state. is there.
【0010】請求項3の発明のスターリング冷却装置
は、圧縮シリンダに圧縮ピストンを収容して圧縮室を構
成し、膨張シリンダに膨張ピストンを収容して膨張室を
形成すると共に、内部に作動ガスを封入して駆動装置に
より圧縮ピストンと膨張ピストンとを駆動し、圧縮室と
膨張室との間で作動ガスを往復移動させることにより、
膨張室を冷却するものであって、膨張シリンダの冷却ヘ
ッドと、圧縮シリンダの高温ヘッドと、これら冷却ヘッ
ド及び高温ヘッドの温度を検出する温度検出手段と、機
器の異常状態を検出する機器異常検出手段と、これら各
検出手段の出力に基づき駆動装置の運転を制御する制御
装置と、警報装置とを備えており、制御装置は、温度検
出手段が冷却ヘッド或いは高温ヘッドの異常温度を検出
した場合、駆動装置の運転を停止すると共に、機器異常
検出手段が機器の異常を検出していない場合は、所定の
条件下で自動復帰させ、異常を検出している場合には停
止状態を維持し、且つ、警報装置を動作させるものであ
る。In the Stirling cooling device according to the third aspect of the invention, the compression piston is housed in the compression cylinder to form the compression chamber, the expansion piston is housed in the expansion cylinder to form the expansion chamber, and the working gas is provided inside. By enclosing and driving the compression piston and the expansion piston by the drive device, and reciprocating the working gas between the compression chamber and the expansion chamber,
A cooling head for an expansion cylinder, a high temperature head for a compression cylinder, temperature detecting means for detecting the temperatures of the cooling head and the high temperature head, and a device abnormality detection for detecting an abnormal state of the device. Means, a control device for controlling the operation of the drive device based on the output of each of these detection means, and an alarm device, and the control device is provided when the temperature detection means detects an abnormal temperature of the cooling head or the high temperature head. , While stopping the operation of the drive device, if the device abnormality detection means does not detect the abnormality of the device, it is automatically restored under a predetermined condition, if the abnormality is detected, the stopped state is maintained, Moreover, the alarm device is operated.
【0011】請求項4の発明のスターリング冷却装置
は、圧縮シリンダに圧縮ピストンを収容して圧縮室を構
成し、膨張シリンダに膨張ピストンを収容して膨張室を
形成すると共に、内部に作動ガスを封入して駆動装置に
より圧縮ピストンと膨張ピストンとを駆動して、圧縮室
と膨張室との間で作動ガスを往復移動させることによ
り、膨張室を冷却するものであって、膨張シリンダの冷
却ヘッドと、圧縮シリンダの高温ヘッドと、これら冷却
ヘッド及び高温ヘッドの温度を検出する温度検出手段
と、ポンプ、送風機などの機器の異常状態を検出する機
器異常検出手段と、これら各検出手段の出力に基づき駆
動装置の運転を制御する制御装置と、警報装置とを備え
ており、制御装置は、温度検出手段が冷却ヘッド或いは
高温ヘッドの異常温度を検出した場合、駆動装置の運転
を停止すると共に、機器異常検出手段が機器の異常を検
出していない場合は、所定の条件下で自動復帰させ、異
常を検出している場合には停止状態を維持し、且つ、警
報装置を動作させるものである。In the Stirling cooling device according to the fourth aspect of the present invention, the compression piston is housed in the compression cylinder to form the compression chamber, and the expansion piston is housed in the expansion cylinder to form the expansion chamber. A cooling head for an expansion cylinder, in which the expansion chamber is cooled by enclosing it and driving the compression piston and the expansion piston by a drive device to reciprocally move the working gas between the compression chamber and the expansion chamber. A high temperature head of the compression cylinder, a temperature detecting means for detecting the temperatures of the cooling head and the high temperature head, an equipment abnormality detecting means for detecting an abnormal state of equipment such as a pump and a blower, and an output of each of these detecting means. The controller is provided with a control device for controlling the operation of the drive device based on the above, and an alarm device. If it is issued, the operation of the drive device is stopped, and if the device abnormality detection means does not detect an abnormality in the device, it is automatically restored under a predetermined condition. It is to maintain and operate the alarm device.
【0012】本発明によれば、スターリング冷却装置に
生じた各種異常を検出し、その異常の内容に応じて、所
定の条件下で自動復帰させるか否かが決定されるので、
一時的な異常の場合には自動復帰を果たし、機器の故障
に起因したもの、或いは、それが想定される場合には自
動復帰を禁止して適切な処置を促し、更に重大な故障に
至る不都合を未然に回避することが可能となるものであ
る。According to the present invention, various abnormalities occurring in the Stirling cooling device are detected, and it is determined whether or not to automatically recover under a predetermined condition according to the content of the abnormality.
In the case of a temporary abnormality, automatic recovery is performed and it is caused by a failure of the device, or if it is supposed, it is prohibited to automatically recover and prompt appropriate action, resulting in a more serious failure. It is possible to avoid the above.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図1は本発明のスターリング冷却装置
1の概略構成図である。このスターリング冷却装置1
は、箱型のケース2を有し、このケース2内にスターリ
ング冷凍機3を配設して構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a Stirling cooling device 1 of the present invention. This Stirling cooling device 1
Has a box-shaped case 2, and a Stirling refrigerator 3 is arranged in the case 2.
【0014】このスターリング冷凍機3は、冷却ヘッド
4を有する。冷却ヘッド4には、冷熱冷媒(スターリン
グ冷凍機3で発生した冷熱を冷凍庫などの熱利用機器に
搬送するための二次冷媒)を循環させる冷熱冷媒管路5
が接続されていて、この冷熱冷媒管路5の両端はケース
2を貫通し、ケース2の外部に設けられた冷熱冷媒の入
口栓6と出口栓7に接続されている。The Stirling refrigerator 3 has a cooling head 4. In the cooling head 4, a cold heat refrigerant pipe line 5 for circulating cold heat refrigerant (secondary refrigerant for transporting cold heat generated in the Stirling refrigerator 3 to heat utilization equipment such as a freezer).
Both ends of this cold heat refrigerant pipe 5 penetrate the case 2 and are connected to cold heat refrigerant inlet plugs 6 and outlet plugs 7 provided outside the case 2.
【0015】この入口栓6と出口栓7には、冷凍庫など
の冷熱利用機器8の冷熱冷媒配管の出口端9、入口端1
0が着脱自在に接続される。冷熱冷媒管路5の途中には
冷熱冷媒用ポンプP2が配設されており、冷熱冷媒をス
ターリング冷凍機3の冷却ヘッド4と冷熱利用機器8の
間で循環させている。The inlet plug 6 and the outlet plug 7 have an outlet end 9 and an inlet end 1 of a cold heat refrigerant pipe of a cold heat utilization device 8 such as a freezer.
0 is detachably connected. A cold heat refrigerant pump P2 is disposed in the middle of the cold heat refrigerant pipe line 5 and circulates the cold heat refrigerant between the cooling head 4 of the Stirling refrigerator 3 and the cold heat utilization equipment 8.
【0016】冷熱利用機器8としては、冷凍庫以外に
も、前述の如き冷蔵庫、投げ込み式クーラー、低温液循
環器、各種の温度特性試験用の低温恒温器などがあり、
本発明の冷却装置1は、これらの冷熱利用機器を上記入
口栓6、出口栓7に接続することにより、利用可能であ
る。In addition to the freezer, the cold heat utilization equipment 8 includes the above-mentioned refrigerator, throw-in cooler, low temperature liquid circulator, low temperature incubator for various temperature characteristic tests, and the like.
The cooling device 1 of the present invention can be used by connecting these cold heat utilization devices to the inlet plug 6 and the outlet plug 7.
【0017】次に、図2において本発明のスターリング
冷却装置1を詳細に説明する。スターリング冷凍機3の
ハウジング11は鋳物で形成され、ハウジング11の頂
部にはシリンダ12が形成されている。このハウジング
11内は、区画壁13によってモータ室14とクランク
室15とに区画され、このモータ室14には正逆回転可
能なモータ16が、クランク室15にはモータ16の回
転動作を往復動に変換する回転往復変換機構部17がそ
れぞれ配設されている。モータ室14の開口18及びク
ランク室15の開口19は、それぞれ蓋20、21で閉
止され、ハウジング11内が半密閉状態に保持される。Next, referring to FIG. 2, the Stirling cooling device 1 of the present invention will be described in detail. The housing 11 of the Stirling refrigerator 3 is made of cast metal, and a cylinder 12 is formed at the top of the housing 11. The interior of the housing 11 is partitioned by a partition wall 13 into a motor chamber 14 and a crank chamber 15. A motor 16 capable of forward and reverse rotation is reciprocated in the motor chamber 14, and a rotational motion of the motor 16 is reciprocated in the crank chamber 15. A rotary reciprocating conversion mechanism section 17 for converting into The opening 18 of the motor chamber 14 and the opening 19 of the crank chamber 15 are closed by lids 20 and 21, respectively, and the inside of the housing 11 is held in a semi-sealed state.
【0018】ハウジング11内には、区画壁13を貫通
し、ハウジング11の区画壁13及び蓋20、21の軸
受部22に軸支されたクランクシャフト23が回転可能
に配置されている。モータ16は、ステータ24aと、
このステータ24aの内周側に回転可能に配置されたロ
ータ24bとから構成され、このロータ24bの中央に
クランクシャフト23が固定されている。A crankshaft 23, which penetrates the partition wall 13 and is axially supported by the partition wall 13 of the housing 11 and the bearing portions 22 of the lids 20 and 21, is rotatably arranged in the housing 11. The motor 16 includes a stator 24a,
The rotor 24b is rotatably arranged on the inner peripheral side of the stator 24a, and the crankshaft 23 is fixed to the center of the rotor 24b.
【0019】回転往復変換機構部17は、クランク室1
5内に延在したクランクシャフト23のクランク部25
と、このクランク部25に連結されたコンロッド26、
27と、このコンロッド26、27の先端に取り付けら
れたクロスガイドヘッド28、29とで構成され、前記
モータ16と共にスターリング冷凍機3の駆動装置とし
て機能する。The rotary reciprocating conversion mechanism portion 17 includes the crank chamber 1
Crank part 25 of the crankshaft 23 extending in 5
And a connecting rod 26 connected to the crank portion 25,
27 and cross guide heads 28 and 29 attached to the tips of the connecting rods 26 and 27, and function as a drive device for the Stirling refrigerator 3 together with the motor 16.
【0020】クロスガイドヘッド28、29は、ハウジ
ング11のシリンダ12の内壁に設けられたクロスガイ
ドライナ30、31内にて往復動可能に配置されてい
る。クランク部25は、モータ16の正転時にクランク
25bがクランク25aより先行して移動するように位
相差を付けて形成されている。尚、この位相差は一般的
には90度の位相差が採用される。The cross guide heads 28 and 29 are reciprocally arranged in cross guide liners 30 and 31 provided on the inner wall of the cylinder 12 of the housing 11. The crank portion 25 is formed with a phase difference so that the crank 25b moves ahead of the crank 25a when the motor 16 rotates normally. Incidentally, as this phase difference, a phase difference of 90 degrees is generally adopted.
【0021】前記シリンダ12は、ハウジング11のク
ランク室15の上部に形成されており、圧縮シリンダ3
2と、この圧縮シリンダ32の若干上方に位置した膨張
シリンダ33とから構成されている。また、シリンダ1
2内は区画壁71により、その下方のクランク室15や
モータ室14と隔離されている。The cylinder 12 is formed in the upper part of the crank chamber 15 of the housing 11, and the compression cylinder 3
2 and an expansion cylinder 33 located slightly above the compression cylinder 32. Also, cylinder 1
The interior of 2 is separated from the crank chamber 15 and the motor chamber 14 below by a partition wall 71.
【0022】そして、この区画壁71より上のハウジン
グ11内(即ち、圧縮シリンダ32と膨張シリンダ33
を含むシリンダ12内)に、作動ガスとして、例えば、
ヘリウム、水素、窒素などが所定量(例えば、作動ガス
圧として25kg/平方センチメートル)封入されてい
る。圧縮シリンダ32は、ハウジング11にボルトなど
によって固定される圧縮シリンダブロック34を有し、
この圧縮シリンダブロック34の空間内をピストンリン
グ35が付設された圧縮ピストン36が往復摺動する。
そして、この空間の上端部(圧縮空間)が圧縮室(高温
室)37となり、この中の作動ガスは圧縮されて高温と
なる。Then, inside the housing 11 above the partition wall 71 (that is, the compression cylinder 32 and the expansion cylinder 33).
(In the cylinder 12 including), as a working gas, for example,
Helium, hydrogen, nitrogen, etc. are enclosed in a predetermined amount (for example, 25 kg / square centimeter as working gas pressure). The compression cylinder 32 has a compression cylinder block 34 fixed to the housing 11 with bolts or the like,
A compression piston 36 provided with a piston ring 35 reciprocates in the space of the compression cylinder block 34.
Then, the upper end portion (compression space) of this space becomes a compression chamber (high temperature chamber) 37, and the working gas therein is compressed to a high temperature.
【0023】また、この圧縮室37に対応する圧縮シリ
ンダ32の上端部が高温ヘッド96となる。そして、こ
の高温ヘッド96には温度検出手段(異常状態検出手
段)としての高温ヘッド温度センサ91が交熱的に取り
付けられている。The upper end of the compression cylinder 32 corresponding to the compression chamber 37 serves as a high temperature head 96. A high temperature head temperature sensor 91 as temperature detecting means (abnormal state detecting means) is attached to the high temperature head 96 in a heat exchange manner.
【0024】圧縮ピストンロッド38は、一端が圧縮ピ
ストン36に固定され、他端がオイルシール39を介し
て区画壁71下方に延び、ピンによってクロスガイドヘ
ッド28に回動自在に連結されている。往復動する圧縮
ピストン36は、上死点及び下死点で摺動方向が反転す
るため、速度がゼロになり、上死点及び下死点付近では
速度が遅く単位時間当たりの容積の変化量も小さくな
る。また、下死点から上死点及び上死点から下死点に向
かって移動するときのそれぞれの中間点で最高速度にな
り、単位時間当たりのピストンの移動による容積の変化
量も最大となる。The compression piston rod 38 has one end fixed to the compression piston 36, the other end extending below the partition wall 71 via an oil seal 39, and is rotatably connected to the cross guide head 28 by a pin. The reciprocating compression piston 36 reverses the sliding direction at the top dead center and the bottom dead center, so the speed becomes zero, and the speed is slow near the top dead center and the bottom dead center, and the volume change amount per unit time is small. Also becomes smaller. In addition, the maximum speed is reached at the respective intermediate points when moving from bottom dead center to top dead center and from top dead center to bottom dead center, and the amount of volume change due to movement of the piston per unit time is also maximum. .
【0025】一方、膨張シリンダ33は、圧縮シリンダ
32の上部にボルトなどによって固定される膨張シリン
ダブロック40を有し、この膨張シリンダブロック40
の空間内をピストンリング35aが付設された膨張ピス
トン42が往復摺動する。そして、この空間の上端部
(膨張空間)が膨張室(低温室)41となり、この中の
作動ガスは膨張し、低温となる。また、膨張ピストン4
2の下方に位置する膨張シリンダブロック40内の空間
の下端部はバッファ室72となり、このバッファ室72
は前記圧縮ピストン36の下方の圧縮シリンダブロック
34内の空間に連通している。On the other hand, the expansion cylinder 33 has an expansion cylinder block 40 fixed to the upper portion of the compression cylinder 32 by bolts or the like.
The expansion piston 42 provided with the piston ring 35a reciprocally slides in the space. Then, the upper end portion (expansion space) of this space becomes an expansion chamber (low temperature chamber) 41, and the working gas therein expands to a low temperature. Also, the expansion piston 4
The lower end of the space in the expansion cylinder block 40 located below 2 serves as a buffer chamber 72.
Communicates with the space inside the compression cylinder block 34 below the compression piston 36.
【0026】このバッファ室72に面する膨張シリンダ
ブロック40には、異常状態検出手段としての圧力セン
サ74が取り付けられている。この圧力センサ74は、
バッファ室72内の作動ガス圧力を検出して出力を発生
するものである。The expansion cylinder block 40 facing the buffer chamber 72 is provided with a pressure sensor 74 as an abnormal state detecting means. This pressure sensor 74 is
The pressure of the working gas in the buffer chamber 72 is detected and an output is generated.
【0027】膨張ピストンロッド43は、一端が膨張ピ
ストン42に固定され、他端がオイルシール44を介し
て区画壁71下方に延び、ピンによってクロスガイドヘ
ッド29に回動自在に連結されている。往復動する膨張
ピストン42は、上死点及び下死点で摺動方向が反転す
るため、速度がゼロになり、上死点及び下死点付近では
速度が遅く単位時間当たりの容積の変化量も小さくな
る。また、下死点から上死点及び上死点から下死点に向
かって移動するときのそれぞれの中間点で最高速度にな
り、単位時間当たりのピストンの移動による容積の変化
量も最大となる。また、膨張ピストン42は、圧縮ピス
トン36より90度の位相だけ先行して移動する。The expansion piston rod 43 has one end fixed to the expansion piston 42, the other end extending below the partition wall 71 via an oil seal 44, and is rotatably connected to the cross guide head 29 by a pin. The reciprocating expansion piston 42 reverses the sliding direction at the top dead center and the bottom dead center, so the speed becomes zero, the speed is slow near the top dead center and the bottom dead center, and the amount of change in volume per unit time is small. Also becomes smaller. In addition, the maximum speed is reached at the respective intermediate points when moving from bottom dead center to top dead center and from top dead center to bottom dead center, and the amount of volume change due to movement of the piston per unit time is also maximum. . Further, the expansion piston 42 moves ahead of the compression piston 36 by a phase of 90 degrees.
【0028】膨張シリンダブロック40には、図面下か
ら圧縮シリンダ32の圧縮空間に作動ガスが流入・流出
するマニホールド45が連通するように設けられてお
り、更に放熱用熱交換器46、蓄冷器47及び膨張室4
1への通路48が互いに順次連通して環状に配設されて
いる。圧縮シリンダブロック34の上端部近くにには、
圧縮室37とマニホールド45を連通する連通孔49が
形成されており、これにより、圧縮室37と膨張室41
は連通孔49、マニホールド45、放熱用熱交換器4
6、蓄冷器47及び通路48を介して互いに順次連通す
るように構成されている。また、前記バッファ室72と
圧縮ピストン36下方の空間も、これら各室37、41
に連通している。The expansion cylinder block 40 is provided with a manifold 45 through which working gas flows in and out of the compression space of the compression cylinder 32 from below in the drawing, and further, a heat radiation heat exchanger 46 and a regenerator 47. And expansion chamber 4
The passages 48 to 1 communicate with each other in sequence and are arranged in an annular shape. Near the upper end of the compression cylinder block 34,
A communication hole 49 that communicates between the compression chamber 37 and the manifold 45 is formed, whereby the compression chamber 37 and the expansion chamber 41 are formed.
Is a communication hole 49, a manifold 45, a heat dissipation heat exchanger 4
6, the regenerator 47 and the passage 48 are sequentially connected to each other. Further, the space below the buffer chamber 72 and the compression piston 36 is also the chambers 37, 41.
Is in communication with.
【0029】尚、上記通路48は、この部分に熱交換器
を配してクーラーとすることも可能である。The passage 48 may be a cooler by disposing a heat exchanger in this portion.
【0030】放熱用熱交換器46は冷却水循環管路54
及び冷却水用ポンプP1を介して放熱器55と接続され
ており、冷却水が循環される。放熱用熱交換器46で熱
交換し、加熱された冷却水は放熱器55の送風機73に
より空冷される。冷却水循環管路54は、配管が分岐接
続されており、この配管にはリザーババルブ56を介し
て、水用リザーバタンク57が接続されている。また、
放熱器55には、エアー抜き58が接続されていると共
に、ドレーンバルブ59が接続されている。The heat radiating heat exchanger 46 is provided with a cooling water circulation line 54.
Also, the cooling water is circulated by being connected to the radiator 55 via the cooling water pump P1. The cooling water that has undergone heat exchange by the heat radiation heat exchanger 46 and is heated is air-cooled by the blower 73 of the radiator 55. A pipe is branched and connected to the cooling water circulation pipe line 54, and a water reservoir tank 57 is connected to this pipe through a reservoir valve 56. Also,
An air vent 58 and a drain valve 59 are connected to the radiator 55.
【0031】尚、放熱用熱交換器46は上記の如き水冷
式では無く、空冷フィンを備えた空冷式のものでも良
い。The heat radiating heat exchanger 46 may be an air cooling type having air cooling fins instead of the water cooling type as described above.
【0032】既に説明したように、冷却ヘッド4は冷熱
冷媒管路5及び冷熱冷媒用ポンプP2を介して冷熱利用
機器8と接続され、冷熱冷媒を循環している。冷熱冷媒
管路5には、サクションタンク65が配設されている。
このサクションタンク65には、リザーババルブ66を
介して冷熱冷媒リザーバタンク67が接続されている。
サクションタンク65には、ドレーンバルブ68が接続
されている。また、冷熱冷媒管路5には、エアー抜き6
9が接続されている。冷熱冷媒としては、エチルアルコ
ール、HFE、PFC、窒素、ヘリウムなどが使用され
る。As already described, the cooling head 4 is connected to the cold heat utilization equipment 8 through the cold heat refrigerant pipe line 5 and the cold heat refrigerant pump P2, and circulates the cold heat refrigerant. A suction tank 65 is provided in the cold heat refrigerant pipe line 5.
A cold / heat refrigerant reservoir tank 67 is connected to the suction tank 65 via a reservoir valve 66.
A drain valve 68 is connected to the suction tank 65. Further, the cold heat refrigerant pipe 5 has an air vent 6
9 is connected. Ethyl alcohol, HFE, PFC, nitrogen, helium, etc. are used as the cold heat refrigerant.
【0033】また、冷却ヘッド4には温度検出手段(異
常状態検出手段)としての冷却ヘッド温度センサ92が
交熱的に取り付けられている。Further, a cooling head temperature sensor 92 as a temperature detecting means (abnormal state detecting means) is attached to the cooling head 4 in a heat exchange manner.
【0034】実施例のスターリング冷凍装置1は、スタ
ーリング冷凍機3を圧縮シリンダ32と膨張シリンダ3
3の2ピストンとすることにより、スターリング冷凍機
3内の作動ガスの充填された空間の容積変動を大きくす
ることによって、冷凍能力の大きいスターリング冷凍機
3を提供できるようにしている。In the Stirling refrigerating apparatus 1 of the embodiment, the Stirling refrigerating machine 3 includes a compression cylinder 32 and an expansion cylinder 3.
By using the two pistons No. 3 and No. 3, the volume fluctuation of the space filled with the working gas in the Stirling refrigerator 3 is increased, so that the Stirling refrigerator 3 having a large refrigerating capacity can be provided.
【0035】次に、図3はスターリング冷却装置1の制
御装置81のブロック図を示している。制御装置81は
汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、そ
の入力には前記圧力センサ74の出力と、前記モータ1
6の電流を検出する異常状態検出手段としてのモータ電
流センサ87の出力と、前記冷却水用ポンプP1の電流
を検出する機器異常検出手段(異常状態検出手段)とし
てのポンプP1電流センサ88の出力と、前記冷熱冷媒
用ポンプP2の電流を検出する機器異常検出手段(異常
状態検出手段)としてのポンプP2タ電流センサ89の
出力と、前記高温ヘッド温度センサ91の出力と、前記
冷却ヘッド温度センサ92の出力と、前記送風機73の
電流を検出する機器異常検出手段(異常状態検出手段)
としての送風機電流センサ93の出力と、前記モータ1
6の逆相検知センサ94と、各種操作スイッチが設けら
れた操作パネル86の出力が接続されている。Next, FIG. 3 shows a block diagram of the control device 81 of the Stirling cooling device 1. The control device 81 is composed of a general-purpose microcomputer, and its input has the output of the pressure sensor 74 and the motor 1
6, the output of a motor current sensor 87 as an abnormal state detecting means for detecting the current of 6 and the output of a pump P1 current sensor 88 as an equipment abnormal detecting means (abnormal state detecting means) for detecting the current of the cooling water pump P1. And an output of a pump P2 output current sensor 89 as an equipment abnormality detecting means (abnormal state detecting means) for detecting a current of the cold heat pump P2, an output of the high temperature head temperature sensor 91, and the cooling head temperature sensor. Equipment abnormality detection means (abnormal state detection means) for detecting the output of 92 and the current of the blower 73
Of the blower current sensor 93 as an example, and the motor 1
The reverse phase detection sensor 94 of No. 6 and the output of the operation panel 86 provided with various operation switches are connected.
【0036】また、制御装置81の出力には、前記モー
タ16、冷却水用ポンプP1、冷熱冷媒用ポンプP2、
送風機73、警報装置を構成するLED表示器82(操
作パネル86に設けられる)や警報ブザー83が接続さ
れている。The output of the control device 81 includes the motor 16, the cooling water pump P1, the cold heat refrigerant pump P2,
A blower 73, an LED display 82 (provided on the operation panel 86) that constitutes an alarm device, and an alarm buzzer 83 are connected.
【0037】以上の構成で、図4のフローチャートを参
照しながらスターリング冷却装置1の動作を説明する。
制御装置8は操作パネル86の操作スイッチ(或いは、
冷熱利用機器8)から運転要求信号が出されたか否か判
断し、運転要求信号が出されている場合には、以下に説
明する各機器の制御を実行する。The operation of the Stirling cooling device 1 having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
The control device 8 uses the operation switches (or
It is determined whether or not the operation request signal is output from the cold heat utilization equipment 8), and if the operation request signal is output, the control of each equipment described below is executed.
【0038】先ず、制御装置81はモータ16、ポンプ
P1、P2及び送風機73を運転する。モータ16が運
転され、クランクシャフト23を正方向に回転させる
と、クランク部25のクランク25a、25bが90度
位相がずれて回転する。するとクランク25a、25b
に回動自在に連結されたコンロッド26、27を介し
て、コンロッド26、27の先端に取り付けられたクロ
スガイドヘッド28、29が、クロスガイドライナ3
0、31内を往復摺動する。これにより、クロスガイド
ヘッド28、29のそれぞれに圧縮ピストンロッド38
及び膨張ピストンロッド43を介して連結された圧縮ピ
ストン36及び膨張ピストン42が、互いに90度の位
相差をもって往復動する。First, the controller 81 operates the motor 16, the pumps P1 and P2, and the blower 73. When the motor 16 is operated and the crankshaft 23 is rotated in the forward direction, the cranks 25a and 25b of the crank portion 25 are rotated 90 degrees out of phase with each other. Then the cranks 25a, 25b
The cross guide heads 28 and 29 attached to the tips of the connecting rods 26 and 27 are connected to the cross guide liner 3 via the connecting rods 26 and 27 that are rotatably connected to each other.
It slides back and forth in 0 and 31. As a result, the compression piston rod 38 is attached to each of the cross guide heads 28 and 29.
The compression piston 36 and the expansion piston 42, which are connected to each other via the expansion piston rod 43, reciprocate with a phase difference of 90 degrees.
【0039】膨張ピストン42が90度先行して上死点
付近でゆっくりと移動中、圧縮ピストン36は中間付近
を上死点に向かって急速に移動して作動ガスの圧縮動作
を行う。圧縮された作動ガスは、連通孔49及びマニホ
ールド45を通り、放熱用熱交換器46に流入する。放
熱用熱交換器46内で冷却水に放熱した作動ガスは、蓄
冷器47で冷却され、通路48を通って膨張室41内に
流入する。While the expansion piston 42 is moving 90 degrees ahead and moving slowly near the top dead center, the compression piston 36 moves rapidly near the middle toward the top dead center to compress the working gas. The compressed working gas passes through the communication hole 49 and the manifold 45 and flows into the heat radiating heat exchanger 46. The working gas that radiates heat to the cooling water in the heat radiating heat exchanger 46 is cooled by the regenerator 47 and flows into the expansion chamber 41 through the passage 48.
【0040】圧縮ピストン36が上死点近辺でゆっくり
と移動しているとき、膨張ピストン42は急激に下死点
に向かって移動し、膨張室41に流入した作動ガスは急
激に膨張し、冷熱(冷却作用)が発生する。これによ
り、膨張空間を囲む冷却ヘッド4部分の膨張シリンダブ
ロック40の頂部は冷却され、低温となる。尚、正常状
態において、このときの膨張室41内の作動ガス圧力
は、25±8kg/平方センチメートルとなる。When the compression piston 36 is slowly moving in the vicinity of the top dead center, the expansion piston 42 rapidly moves toward the bottom dead center, and the working gas flowing into the expansion chamber 41 expands rapidly and cools. (Cooling action) occurs. As a result, the top portion of the expansion cylinder block 40 in the cooling head 4 portion that surrounds the expansion space is cooled to a low temperature. In the normal state, the working gas pressure in the expansion chamber 41 at this time is 25 ± 8 kg / square centimeter.
【0041】そして、冷却ヘッド4において冷熱冷媒管
路5を循環する冷熱冷媒を冷却する。膨張ピストン42
が下死点から上死点に移動するときには圧縮ピストン3
6は中間位置から下死点に向かっており、作動ガスは膨
張空間より通路を通り、蓄冷器47に流入して作動ガス
が有する冷熱を蓄冷器47に蓄える。蓄冷器47に蓄冷
された冷熱は、上記のように圧縮室37から放熱用熱交
換器46を通して送られてくる作動ガスを再度冷却する
ために再利用される。Then, in the cooling head 4, the cold heat refrigerant circulating in the cold heat refrigerant pipe 5 is cooled. Expansion piston 42
Is moving from bottom dead center to top dead center, the compression piston 3
6 is from the intermediate position to the bottom dead center, the working gas passes through the passage from the expansion space, flows into the regenerator 47, and stores the cold heat of the working gas in the regenerator 47. The cold heat stored in the regenerator 47 is reused to re-cool the working gas sent from the compression chamber 37 through the heat radiating heat exchanger 46 as described above.
【0042】冷却ヘッド4において冷却された冷熱冷媒
は、冷熱冷媒管路5、冷熱冷媒出口栓7から、例えば冷
凍庫などの冷熱利用機器8内の冷熱冷媒配管に送られ、
冷熱利用機器8内で冷凍(冷蔵庫では冷蔵作用)を発揮
する。冷熱利用機器8内で、冷熱冷媒は熱を吸収し、冷
却作用を発揮して冷熱冷媒配管から冷却装置の冷熱冷媒
入口栓6に送られ、冷熱冷媒管路5を通り、冷却ヘッド
4に戻され、そこで冷却される。The cold heat refrigerant cooled in the cooling head 4 is sent from the cold heat refrigerant pipe 5 and the cold heat refrigerant outlet plug 7 to the cold heat refrigerant pipe in the cold heat utilization equipment 8 such as a freezer,
Freezing (a refrigerating action in a refrigerator) is exerted in the cold heat utilization device 8. In the cold heat utilization device 8, the cold heat refrigerant absorbs heat, exerts a cooling action, is sent from the cold heat refrigerant pipe to the cold heat refrigerant inlet plug 6 of the cooling device, passes through the cold heat refrigerant pipe 5, and returns to the cooling head 4. And cooled there.
【0043】このように、冷熱冷媒がスターリング冷凍
機3の冷却ヘッド4と冷熱利用機器8との間で循環し、
スターリング冷凍機3で冷熱冷媒は冷却され、この冷熱
冷媒は冷熱利用機器8において冷却作用を発揮する。以
下、同様のサイクルが繰り返される。In this way, the cold heat refrigerant circulates between the cooling head 4 of the Stirling refrigerator 3 and the cold heat utilization equipment 8,
The cold heat refrigerant is cooled by the Stirling refrigerator 3, and the cold heat refrigerant exerts a cooling action in the cold heat utilization device 8. Hereinafter, the same cycle is repeated.
【0044】放熱用熱交換器46で熱交換された冷却水
は、冷却水循環管路54から放熱器55に流れ、そこで
送風機73により空冷されて再度放熱用熱交換器46へ
と循環される。The cooling water that has undergone heat exchange in the heat radiation heat exchanger 46 flows from the cooling water circulation pipe 54 to the heat radiator 55, where it is air-cooled by the blower 73 and circulated again to the heat radiation heat exchanger 46.
【0045】次に、図4のフローチャートに基づいて制
御装置81による異常時の制御を説明する。この場合、
制御装置81はステップS1で冷凍機3が運転中か否か
判断し、運転中の場合はステップS2で各センサ74、
87、88、89、91、92、93及び94の出力す
るデータを取り込み(入力し)、ステップS3でこのデ
ータに異常があるか否か判断する。Next, the control at the time of abnormality by the control device 81 will be explained based on the flow chart of FIG. in this case,
The control device 81 determines in step S1 whether or not the refrigerator 3 is in operation. If the refrigerator 3 is in operation, in step S2 each sensor 74,
The data output by 87, 88, 89, 91, 92, 93 and 94 is fetched (input), and it is determined in step S3 whether or not this data is abnormal.
【0046】即ち、前記圧力センサ74の出力するデー
タにより、バッファ室72の作動ガス圧力を入力して所
定値(例えば、20kg/平方センチメートル)以下か
否か判断する。このとき正常状態であればバッファ室7
4内の作動ガス圧力は25±0.5kg/平方センチメ
ートルとなり、この場合は異常無しと判断し、前記所定
値以下の場合には異常ありと判断する。That is, based on the data output from the pressure sensor 74, the working gas pressure in the buffer chamber 72 is input to determine whether or not the pressure is below a predetermined value (for example, 20 kg / square centimeter). If normal at this time, the buffer chamber 7
The working gas pressure in 4 is 25 ± 0.5 kg / square centimeter. In this case, it is determined that there is no abnormality, and when it is less than the predetermined value, it is determined that there is abnormality.
【0047】また、高温ヘッド温度センサ91の出力す
るデータにより、高温ヘッド96の温度が所定温度以下
の場合は異常無しとし、過熱した場合には異常ありと判
断する。更に、冷却ヘッド温度センサ92の出力するデ
ータにより、冷却ヘッド4の温度が冷熱冷媒の凍結温度
より高い場合には異常無しと判断し、凍結温度以下まで
過冷却された場合には異常ありと判断する。Further, according to the data output from the high temperature head temperature sensor 91, it is determined that there is no abnormality when the temperature of the high temperature head 96 is equal to or lower than a predetermined temperature, and it is determined that there is abnormality when the temperature is high. Further, based on the data output from the cooling head temperature sensor 92, it is determined that there is no abnormality when the temperature of the cooling head 4 is higher than the freezing temperature of the cold heat refrigerant, and it is determined that there is an abnormality when the temperature is below the freezing temperature. To do.
【0048】また、逆相検知センサ94が逆相を検知し
た場合にも異常ありと判断し、前記各電流センサ87、
88、89、及び、93の出力するデータにより、それ
ぞれの機器に正常電流が流れている場合には異常無しと
し、モータロックなどによって異常電流が流れている場
合には異常ありと判断する。When the reverse phase detection sensor 94 detects a reverse phase, it is determined that there is an abnormality, and the current sensors 87,
Based on the data output from 88, 89, and 93, it is determined that there is no abnormality when a normal current flows through each device, and that there is an abnormality when an abnormal current flows due to motor lock or the like.
【0049】そして、制御装置81はステップS3で上
記何れかのセンサの出力に異常ありと判断した場合に
は、ステップS4に進む。このステップS4では当該異
常の内容を判断し、前記ポンプP1電流センサ88、ポ
ンプP2電流センサ89或いは送風機電流センサ93の
データに異常があったのか否か判断し、無ければステッ
プS7に進んで一旦モータ16、ポンプP1、P2、送
風機73を停止する。When the control device 81 determines in step S3 that there is an abnormality in the output of any of the above sensors, the control device 81 proceeds to step S4. In step S4, the content of the abnormality is determined, and it is determined whether the data of the pump P1 current sensor 88, the pump P2 current sensor 89, or the blower current sensor 93 is abnormal. The motor 16, the pumps P1 and P2, and the blower 73 are stopped.
【0050】即ち、異常の内容が前記高温ヘッド96の
過熱や冷却ヘッド4の過冷却などのみの場合にはステッ
プS7に進む。That is, when the abnormality is only the overheating of the high temperature head 96 or the overcooling of the cooling head 4, the process proceeds to step S7.
【0051】次に、ステップS8に進んで各センサの出
力するデータが所定の復帰条件に合致したか否か判断
し、合致するまでモータ16などの運転を停止すると共
に、合致した場合にはステップS9に進んで自動的に運
転を再開する(自動復帰)。Next, in step S8, it is judged whether or not the data output from each sensor meets a predetermined return condition, and the operation of the motor 16 and the like is stopped until they match, and if they match, a step is executed. Proceed to S9 to automatically restart the operation (automatic return).
【0052】一方、異常の内容に前記ポンプP1の電
流、ポンプP2の電流或いは送風機73の電流異常が含
まれている場合には、ステップS5に進んでLED表示
器82にて異常表示を行うと共に、警報ブザー83を鳴
動させる。これによって、管理者によるこれら機器のメ
ンテナンスを促す。そして、ステップS6に進みモータ
16、ポンプP1、P2、送風機73を停止する。この
場合、制御装置81は管理者により操作パネル86のス
イッチによって手動復帰させない限り、モータ16の運
転を再開しない。On the other hand, if the content of the abnormality includes the current of the pump P1, the current of the pump P2, or the current of the blower 73, the process proceeds to step S5 and the LED display 82 displays the abnormality. The alarm buzzer 83 is activated. This prompts the administrator to maintain these devices. Then, in step S6, the motor 16, the pumps P1 and P2, and the blower 73 are stopped. In this case, the control device 81 does not restart the operation of the motor 16 unless the administrator manually restores the switch on the operation panel 86.
【0053】このように、制御装置81はスターリング
冷却装置1に生じた各種異常を検出し、その異常の内容
に応じて、所定の条件下で自動復帰させるか否かを決定
するので、高温ヘッドの過熱や冷却ヘッドの過冷却など
の一時的な異常の場合には自動復帰を果たし、ポンプや
送風機の故障に起因したものの場合には自動復帰を禁止
して適切な処置を促し、更に重大な故障に至る不都合を
未然に回避することが可能となる。In this way, the control device 81 detects various abnormalities that have occurred in the Stirling cooling device 1 and determines whether or not to automatically restore them under predetermined conditions according to the contents of the abnormalities. In case of a temporary abnormality such as overheating of the machine or overcooling of the cooling head, automatic recovery is performed.In the case of a failure due to a pump or blower, automatic recovery is prohibited and appropriate measures are urged. It is possible to avoid inconvenience leading to a failure.
【0054】尚、上記実施例では2ピストン型のスター
リング冷凍機3を使用したが、ディスプレーサ型(例え
ば膨張ピストン42を合成樹脂製としたもの)など他の
形式のスターリング冷凍機3を使用した場合にも有効で
ある。Although the two-piston type Stirling refrigerator 3 is used in the above embodiment, when other types of Stirling refrigerator 3 such as a displacer type (for example, the expansion piston 42 is made of synthetic resin) are used. It is also effective.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、スタ
ーリング冷却装置に生じた各種異常を検出し、その異常
の内容に応じて、所定の条件下で自動復帰させるか否か
が決定されるので、一時的な異常の場合には自動復帰を
果たし、機器の故障に起因したもの、或いは、それが想
定される場合には自動復帰を禁止して適切な処置を促
し、更に重大な故障に至る不都合を未然に回避すること
が可能となるものである。As described in detail above, according to the present invention, various abnormalities occurring in the Stirling cooling device are detected, and it is determined whether or not to automatically recover under a predetermined condition according to the contents of the abnormality. Therefore, in the case of a temporary abnormality, it will automatically recover, and if it is due to a device failure, or if it is supposed, it will be prohibited and automatic action will be urged to prompt an appropriate action. It is possible to avoid the inconvenience leading to.
【図1】本発明のスターリング冷却装置の概略構成図で
ある。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a Stirling cooling device of the present invention.
【図2】本発明のスターリング冷却装置の詳細図であ
る。FIG. 2 is a detailed view of the Stirling cooling device of the present invention.
【図3】スターリング冷却装置の制御装置のブロック図
である。FIG. 3 is a block diagram of a control device of the Stirling cooling device.
【図4】スターリング冷却装置の制御装置のプログラム
を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a program of a control device of the Stirling cooling device.
1 スターリング冷却装置 3 スターリング冷凍機 4 冷却ヘッド 16 モータ 32 圧縮シリンダ 33 膨張シリンダ 36 圧縮ピストン 37 圧縮室 41 膨張室 42 膨張ピストン 73 送風機 81 制御装置 82 LED表示器 83 警報ブザー 88 ポンプP1電流センサ 89 ポンプP2電流センサ 91 高温ヘッド温度センサ 92 冷却ヘッド温度センサ 93 送風機電流センサ 96 高温ヘッド 1 Stirling cooling device 3 Stirling refrigerator 4 cooling head 16 motor 32 compression cylinders 33 expansion cylinder 36 compression piston 37 Compression chamber 41 Expansion chamber 42 Expansion piston 73 blower 81 Control device 82 LED display 83 Alarm buzzer 88 Pump P1 current sensor 89 Pump P2 current sensor 91 High temperature head temperature sensor 92 Cooling head temperature sensor 93 Blower current sensor 96 high temperature head
フロントページの続き (72)発明者 山本 新二 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 香川 賢一 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−173691(JP,A) 特開2000−18745(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 9/14 520 Front page continued (72) Shinji Yamamoto 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Kenichi Kagawa 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (56) Reference JP-A-11-173691 (JP, A) JP-A-2000-18745 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F25B 9 / 14 520
Claims (4)
圧縮室を構成し、膨張シリンダに膨張ピストンを収容し
て膨張室を形成すると共に、内部に作動ガスを封入して
駆動装置により前記圧縮ピストンと膨張ピストンとを駆
動し、前記圧縮室と膨張室との間で作動ガスを往復移動
させることにより、前記膨張室を冷却するスターリング
冷却装置において、 各種異常状態を検出する異常状態検出手段と、この異常
状態検出手段の出力に基づき前記駆動装置の運転を制御
する制御装置を備え、この制御装置は、前記異常状態検
出手段が異常状態を検出した場合、前記駆動装置の運転
を停止すると共に、異常の内容に応じて所定の条件下で
自動復帰させるか否かを判断することを特徴とするスタ
ーリング冷却装置。1. A compression piston is accommodated in a compression cylinder to form a compression chamber, an expansion piston is accommodated in an expansion cylinder to form an expansion chamber, and a working gas is enclosed inside the compression piston by a drive device. In the Stirling cooling device for cooling the expansion chamber by driving the expansion piston and reciprocally moving the working gas between the compression chamber and the expansion chamber, an abnormal state detecting means for detecting various abnormal states, A control device for controlling the operation of the drive device based on the output of the abnormal state detection means is provided, and the control device stops the operation of the drive device when the abnormal state detection means detects an abnormal state, A Stirling cooling device, which determines whether or not to automatically recover under a predetermined condition according to the content of an abnormality.
圧縮室を構成し、膨張シリンダに膨張ピストンを収容し
て膨張室を形成すると共に、内部に作動ガスを封入して
駆動装置により前記圧縮ピストンと膨張ピストンとを駆
動し、前記圧縮室と膨張室との間で作動ガスを往復移動
させることにより、前記膨張室を冷却するスターリング
冷却装置において、 前記膨張シリンダの冷却ヘッドと、前記圧縮シリンダの
高温ヘッドと、これら冷却ヘッド及び高温ヘッドの温度
を検出する温度検出手段と、機器の異常状態を検出する
機器異常検出手段と、これら各検出手段の出力に基づき
前記駆動装置の運転を制御する制御装置を備え、この制
御装置は、前記温度検出手段が冷却ヘッド或いは高温ヘ
ッドの異常温度を検出した場合、前記駆動装置の運転を
停止すると共に、前記機器異常検出手段が機器の異常を
検出していない場合は、所定の条件下で自動復帰させ、
異常を検出している場合には停止状態を維持することを
特徴とするスターリング冷却装置。2. A compression piston is accommodated in a compression cylinder to form a compression chamber, an expansion piston is accommodated in an expansion cylinder to form an expansion chamber, and a working gas is enclosed inside the compression piston by a drive device. In the Stirling cooling device that cools the expansion chamber by driving the expansion piston and the expansion piston and reciprocally moving the working gas between the compression chamber and the expansion chamber, a cooling head of the expansion cylinder and a compression cylinder of the compression cylinder. High temperature head, temperature detecting means for detecting the temperatures of the cooling head and the high temperature head, equipment abnormality detecting means for detecting an abnormal state of equipment, and control for controlling the operation of the drive device based on the outputs of these detecting means The control device is provided with a device for operating the drive device when the temperature detecting means detects an abnormal temperature of the cooling head or the high temperature head. Is stopped, if the apparatus abnormality detecting means does not detect an abnormality of the equipment is automatically restored under a predetermined condition,
A Stirling cooling device that maintains a stopped state when an abnormality is detected.
圧縮室を構成し、膨張シリンダに膨張ピストンを収容し
て膨張室を形成すると共に、内部に作動ガスを封入して
駆動装置により前記圧縮ピストンと膨張ピストンとを駆
動し、前記圧縮室と膨張室との間で作動ガスを往復移動
させることにより、前記膨張室を冷却するスターリング
冷却装置において、 前記膨張シリンダの冷却ヘッドと、前記圧縮シリンダの
高温ヘッドと、これら冷却ヘッド及び高温ヘッドの温度
を検出する温度検出手段と、機器の異常状態を検出する
機器異常検出手段と、これら各検出手段の出力に基づき
前記駆動装置の運転を制御する制御装置と、警報装置と
を備え、前記制御装置は、前記温度検出手段が冷却ヘッ
ド或いは高温ヘッドの異常温度を検出した場合、前記駆
動装置の運転を停止すると共に、前記機器異常検出手段
が機器の異常を検出していない場合は、所定の条件下で
自動復帰させ、異常を検出している場合には停止状態を
維持し、且つ、前記警報装置を動作させることを特徴と
するスターリング冷却装置。3. A compression piston is accommodated in a compression cylinder to form a compression chamber, an expansion piston is accommodated in an expansion cylinder to form an expansion chamber, and a working gas is enclosed inside the compression piston by a drive device. In the Stirling cooling device that cools the expansion chamber by driving the expansion piston and the expansion piston and reciprocally moving the working gas between the compression chamber and the expansion chamber, a cooling head of the expansion cylinder and a compression cylinder of the compression cylinder. High temperature head, temperature detecting means for detecting the temperatures of the cooling head and the high temperature head, equipment abnormality detecting means for detecting an abnormal state of equipment, and control for controlling the operation of the drive device based on the outputs of these detecting means A controller and an alarm device, and the control device, when the temperature detecting means detects an abnormal temperature of the cooling head or the high temperature head, Along with stopping the operation of the moving device, if the device abnormality detection means does not detect the abnormality of the device, it is automatically restored under a predetermined condition, if the abnormality is detected, the stopped state is maintained, And a Stirling cooling device which operates the alarm device.
圧縮室を構成し、膨張シリンダに膨張ピストンを収容し
て膨張室を形成すると共に、内部に作動ガスを封入して
駆動装置により前記圧縮ピストンと膨張ピストンとを駆
動し、前記圧縮室と膨張室との間で作動ガスを往復移動
させることにより、前記膨張室を冷却するスターリング
冷却装置において、 前記膨張シリンダの冷却ヘッドと、前記圧縮シリンダの
高温ヘッドと、これら冷却ヘッド及び高温ヘッドの温度
を検出する温度検出手段と、ポンプ、送風機などの機器
の異常状態を検出する機器異常検出手段と、これら各検
出手段の出力に基づき前記駆動装置の運転を制御する制
御装置と、警報装置とを備え、前記制御装置は、前記温
度検出手段が冷却ヘッド或いは高温ヘッドの異常温度を
検出した場合、前記駆動装置の運転を停止すると共に、
前記機器異常検出手段が機器の異常を検出していない場
合は、所定の条件下で自動復帰させ、異常を検出してい
る場合には停止状態を維持し、且つ、前記警報装置を動
作させることを特徴とするスターリング冷却装置。4. A compression piston is accommodated in a compression cylinder to form a compression chamber, an expansion piston is accommodated in an expansion cylinder to form an expansion chamber, and a working gas is enclosed inside the compression piston by a drive device. In the Stirling cooling device that cools the expansion chamber by driving the expansion piston and the expansion piston and reciprocally moving the working gas between the compression chamber and the expansion chamber, a cooling head of the expansion cylinder and a compression cylinder of the compression cylinder. A high temperature head, a temperature detecting means for detecting the temperatures of the cooling head and the high temperature head, an equipment abnormality detecting means for detecting an abnormal state of equipment such as a pump and a blower, and a drive device of the driving device based on the output of each of the detecting means. A controller for controlling the operation and an alarm device are provided. In the controller, the temperature detecting means has an abnormal temperature of the cooling head or the high temperature head. If it detects, it stops the operation of the drive device,
When the device abnormality detecting means does not detect an abnormality of the device, the device automatically recovers under a predetermined condition, and when the device detects an abnormality, the stopped state is maintained and the alarm device is operated. Stirling cooling device.
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|---|---|---|---|
| JP18928398A JP3369967B2 (en) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | Stirling cooling device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18928398A JP3369967B2 (en) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | Stirling cooling device |
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1998
- 1998-07-03 JP JP18928398A patent/JP3369967B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2000018747A (en) | 2000-01-18 |
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